Korean Journal of Biological Psychiatry

서론
Wolff(1972)는 서양인에 비해 동양인에서 음주 후 안면홍조 및 생리적 불쾌감이 매우 높은 빈도로 나타남을 최초로 보고하면서 알콜에 대한 반응이 유전적으로 인종간에 차이가 있음을 제안하였다. 알콜대사에 관여되는 효소인 alcohol dehydrogenase(ADH)와 aldehyde dehydrogenase(ALDH)의 변이가 연구되면서 알콜 반응의 인종간 차이는 ADH의 변이보다는 ALDH의 변이로 인한 것이라는 견해가 많다. Goedde등(1979)은 알콜로 유발된 안면홍조가 ALDH의 동위효소의 하나인 ALDH2의 결핍으로 인해 초래된다고 제안하였다. 그 후 동양인에서 관찰되는 알콜에 대한 과민성은 ALDH의 유전적 변이에 기인된다는 많은 연구들이 있었다(Agarwal등 1981；Ag-arwal과 Goedde 1990；Chan 1986；Geodde등 1980, 1983；Takeshita등 1993). 서양인에서는 ALDH2의 변이가 거의 없는 반면 동양인에서는 약 30∼50%가 비활성형으로 보고되었다(Hsu등 1987；Thomasson등 1991). 이러한 ALDH2 결핍의 원인은 ALDH2의 구조적인 변이를 초래하는 돌연변이로 알려져 있다(Hsu등 1988；Yoshida등 1984).
ALDH2는 알콜대사의 일차산물인 acetaldehyde를 초산으로 대사시키며 acetaldehyde와 친화력이 높아 대사에 중요하다. ALDH2 유전자는 ALDH2*1과 ALDH2*2의 두 대립형질이 있으며, ALDH2의 유전형(genotype)은 3가지로써 활성형인 ALDH2*1/2*1과 비활성형인 ALDH2*1/2*2와 ALDH2*2/2*2가 있다(Crabb등 1989；Goedde등 1989；Wall과 Ehlers 1995). ALDH2*2는 우성 돌연변이 대립형질로 ALDH2*1 대립형질에 비해 활성이 낮다. 비활성형인 경우 알콜섭취시 acetaldehyde 대사지연으로 인해 acetaldehyde가 체내에 축적되고, 이로 인해 다양한 안면홍조 및 생리적 불쾌감을 유발시키며 특히 ALDH2*2/2*2의 경우 알콜에 매우 민감하다(Chao 1995；Crabb등 1989；Goedde등 1989；Higuchi등 1991；Wall등 1992). 일부 연구(Higuchi 등 1992；Takeshita등 1993)에서는 ALDH2 결핍이 있다고 해서 항상 안면홍조를 일으키는 것은 아니며, 또한 안면홍조가 항상 불쾌하고 혐오적인 반응을 유발시키는 것은 아니라는 제안도 있다. 그러나 전체적으로 보면 ALDH2가 비활성형인 동양인은 음주 후 안면홍조 및 생리적 불쾌반응으로 인해 습관적으로 음주할 가능성이 줄어들게 되어 결국 알콜과 관련된 각종 질환에 걸릴 위험성도 서양인에 비해 낮을 것이라는 주장이 지배적이며(Agarwal등 1981；Goedde등 1983；Harada등 1983, 1985；Higuchi등 1992；Mizoi등 1979；Nakawatase등 1993；Ohmori등 1986；Suwaki와 Ohara 1985), 더 나아가 ALDH2 결핍으로 인한 알콜의 과민성이 알콜리즘으로의 발전을 억제하는 보호인자로 작용한다는 제안이 있었다(Chao 1995；Nakawatase등 1993；Slutske등 1995；Thomasson등 1991；Wall과 Ehlers 1995). 실제로 동양인의 경우 알콜과 관련한 질환이 있는 환자에서 ALDH2 활성형이 비활성형보다 매우 높게 발견되었다(Harada등 1985；Thomasson등 1994). 한국인에서 ALDH2 유전자형의 빈도에 관한 최근 연구들(방승규 1996；백기청 1995；백기청 등 1992；백인호 등 1998；Lee등 1997)에 의하면, 정상인과 알콜리즘 환자에서 활성형 ALDH2*1/2*1는 각각 59.3∼84.0%와 83.3∼89.4%, 비활성형 ALDH2*1/2*2는 각각 22.9∼33.3%와 9.2∼16.7%, 비활성형 ALDH2*2/2*2는 각각 3.0∼7.4%와 0∼1.4%로서 역시 ALDH2 유전자형이 알콜리즘의 발병에 대한 위험도와 관련이 있음을 시사하였다.
알콜은 ALDH2 비활성형에서 안면홍조나 불쾌감 같은 생리적 반응 외에도 다양한 측면에서 활성형과 다른 반응을 보일 수 있음을 증명하는 소수의 연구들이 있었다. 예컨대, 알콜은 ALDH2 유전자형에 따라 심박동(Wall등 1992), cortisol 농도(Wall등 1994), 뇌파의 변화(Wall등 1993), P300(Wall과 Ehlers 1995), 정신운동성 수행(윤보현과 윤진상 1996)등에서 차이를 보였다. 알콜은 중추신경계의 억제제로 작용하므로 특히 인지기능이나 정신운동성 수행능력은 알콜의 민감도가 다른 ALDH2의 유전형에 따라서 차이가 날 것으로 유추해 보는 것은 당연하다고 생각한다. 그러나 이와 관련한 지금까지의 연구는 매우 부족한 상태이다.
정신생리학적 검사방법의 하나인 사건관련전위(event related potential)의 P300은 인지기능을 객관적으로 측정하는 하나의 지표로 이용될 수 있는데(Picton 1992), 알콜관련의 P300 연구들에 의하면 알콜은 전체적으로 신경인지 기능에 장애를 일으켜 P300의 잠복기를 지연시키고 전위를 감소시켰다(Campbell등 1984；Lukas등 1990；Rohrbaugh등 1987；Teo와 Fergusion 1986). ALDH2 유전자형을 분류하여 알콜이 P300에 미치는 영향을 측정한 최초의 연구로서 Wall과 Ehlers(1995)은 비활성군이 활성군에 비해 유의하게 P300의 잠복기를 지연시키고 전위를 감소시켰다고 보고하였다.
일반적으로 알콜이 정신운동성 수행을 저하시킨다고 알려져 있지만(Hindmarch 1982；Hindmarch등 1991), ALDH2 유전자형에 따라서 알콜이 정신운동성 수행에 미치는 영향을 평가한 연구는 없다. 다만 윤보현과 윤진상(1996)이 정확하지는 않지만 ethanol patch test로 ALDH2 유전자형을 구별하여 음주 후 정신운동성 수행을 시행한 결과 비활성군이 활성군에 비해 더 심한 장애를 초래한다고 보고하였다.
이상과 같이 Wall과 Ehlers(1995) 및 윤보현과 윤진상(1996)의 연구를 제외하면 ALDH2 유전형에 따라서 알콜이 인지기능이나 정신운동성 수행에 미치는 영향을 비교한 연구는 국내외적으로 전무한 실정이다. 더구나 ALDH2 유전형에 따른 알콜 반응의 차이로서 신경인지 기능, 정신운동성 수행, 주관적인 생리적 반응 등을 포괄적으로 평가한 연구는 아직까지 없다. 따라서 본 연구는 건강한 성인에서 사교적 범위의 알콜이 활성형 ALDH2*1/2*1군과 비활성형 ALDH2*1/2*2군의 신경인지 기능, 정신운동성 수행 및 주관적 반응에 어떤 영향을 미치는지를 비교하고자 시도되었다.
연구대상 및 방법
1. 연구대상
연구 지원자를 대상으로 신체검사를 시행하였고 내과적 병력을 청취하였으며, 음주습관에 관한 설문지, 알콜민감성에 관한 설문지, 한국판 다면적인성검사(김영환 등 1989), 특성불안척도, 한국판 아침형-저녁형 설문지(윤진상 등 1997) 등을 시행하였다. 또한 일반적인 정신의학적 면담을 통해 정신의학적 상태, 알콜에 대한 과거력, 수면상태 등을 파악하였다.
연구대상의 포함기준은 다음과 같다. 1) 남자로 연령이 만 19세에서 25세에 해당되는 경우, 2) 한국판 아침형-저녁형 설문지 점수가 27∼40점 사이에 해당되는 경우, 3) 다면적인성검사 결과의 타당도 척도와 임상척도가 정상범위를 벗어나지 않는 경우, 4) 특성불안척도가 양극단에 속하지 않는 경우이다.
배제기준은 다음과 같다. 1) 신체질환(청력장애, 간질, 두부외상 등)이나 수면장애 및 정신장애가 있는 경우, 2) 일상생활에 영향을 줄 수 있는 약물복용이 최근 1개월 내에 있는 경우, 3) 알콜에 지나치게 민감하거나(소주 한 잔이라도 복용시), 알콜이나 다른 약물을 과다하게 복용한 과거력이 있는 경우, 4) 일차 가족내 알콜의존성이나 남용의 과거력이 있는 경우이다.
이상의 포함기준과 배제기준을 충족시키는 지원자 35명을 선별하였고, 유전자형 분류를 통해 활성형인 ALDH 2*1/2*1군 21명과 비활성형인 ALDH 2*1/2*2군 14명으로 구별하였다. 이중 지원자의 사정으로 탈락한 경우를 제외하고 최종적으로 활성군 12명과 비활성군 12명을 각각 선발하였다.
선별검사에서 통과한 피검자는 모두 신체적이나 정신적으로 건강하였고, 수면상태도 비교적 규칙적이고 양호하였으며, 습관적으로 낮잠을 자는 사람은 없었다. 실험과정과 내용에 대한 충분한 설명을 한 후 연구 동의서를 받았다. 연구를 끝까지 마친 사람에게는 소정의 실험 참여비를 주었다.
2. 실험일정 및 알콜투여
피검자는 본 실험에 참여하기 몇 일 전에 검사실을 방문하여 연구진행을 숙지하였으며 또한 정신운동성 수행검사를 연습하였다. 본 실험은 평균 일주일 간격으로 2회 실행되었으며, 매 실험일의 일정은 표 1과 같다. 피검자는 연구당일 연구가 진행되는 동안 알콜 음료나 어떠한 약물도 복용이 금지되었다. P300과 정신운동성 수행능력을 측정하기 20분 전부터는 흡연을 금지하였다. 실험은 오후 5시 30분부터 당일 밤 10시까지 시행하였다.
피검자들에게 실험기간에는 가능한 평소의 습관을 유지하도록 하였고, 정신운동성 기능에 영향을 미칠 수 있는 약물의 복용은 피하도록 권유하였으며, 음주는 최소한 검사 2일 전부터는 금하도록 하였다. 이러한 준수사항을 부득이 어기거나, 특이한 생활사건들 예를 들면, 신체질환, 밤샘, 격렬한 운동, 정서적인 충격과 같은 경험이 있는 경우에는 이를 즉시 보고하도록 하여 실험일정을 조정하였다.
실험당일 피검자가 오후 5시 30분까지 검사실에 도착하면 지난 일주일간의 음주력 및 생활사건에 관한 청취와 호흡 음주측정기에 의한 혈중알콜농도(blood alcohol concentrations：BACs)의 측정에 의해서 당일 실험의 적합성을 판정하였고, 피검자가 정신운동성 수행검사를 숙달할 때까지 다시 연습시켰다. 저녁식사 후 사건유발전위검사를 위한 감지기를 부착하였다. 알콜이나 위약 투여 전에 정신운동성 수행검사와 사건유발전위 검사를 시행하여 기준치를 얻었다. 피검자는 8시 15분부터 15분 동안 미리 준비된 알콜이나 위약을 균일하게 마시도록 하였다. 즉 피검자는 매 5분 동안 전체 양의 1/3을 균일하게 마시도록 지시를 받았다. BACs은 알콜 투여 30분 후에 측정되었고 이어서 사건유발전위 검사를 시행하였다. 알콜 투여 1시간 후에 BACs을 측정하였고 이어서 정신운동성 수행검사와 주관적 설문지를 각각 시행하였다.
피검자는 알콜 함유량이 40%인 보드카로 0.5g/kg을 투여받았다. 알콜은 무가당 오렌지 쥬스에 희석하여 총량을 300ml로 만들었다. 위약은 오렌지 쥬스만을 300ml로 만들었다. 알콜과 위약은 플라스틱 컵에 담아 빨대를 통해 마시도록 하였고, 알콜이나 위약을 구별하지 못하도록 플라스틱 컵 뚜껑 주위에 소주를 몇 방울 떨어뜨려서 냄새가 나게 하였다. 투여 약물은 실험 전에 미리 준비하여 냉장고에 보관하였다.
3. 평가도구 및 방법
1) 선별검사 도구
(1) 음주습관에 관한 설문지(Questionnaire for alcoholhabit)
음주습관 및 음주력을 조사하는 설문지로서 연구대상의 사회 인구학적인 특성, DSM-Ⅳ(American Psychiatric Asso-ciation 1994)를 사용한 알콜중독의 진단, 음주습관과 음주력 등을 묻는 문항으로 구성되었다(이택중 등 1991；Ohmori등 1986；Wilkin과 Fortner 1985).
(2) 다면적 인성검사(Minnesota Multiphasic Personality Inventory：MMPI)
이는 정신병리를 평가하는 가장 보편화된 임상심리검사이다. 본 연구에서는 연구 대상자로서의 적격여부를 평가하기 위해서 실시되었으며, 김영환 등(1989)이 표준화한 566문항으로 구성된 설문지를 사용하였다.
(3) 상태-특성불안척도(State-Trait Anxiety Inventory：STAI)
적정 수준의 불안은 수행에 긍정적인 영향을 미치지만 과도한 불안이나 지나친 이완은 수행에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 정신운동성 수행검사시 일탈된 수준의 불안을 보이는 피검자를 배제하기 위해 Spielberger등(1970)이 고안하고, 국내에서는 김정택과 신동균(1978)이 표준화한 설문지를 사용하였다. 이 설문지는 상태와 특성불안척도가 각각 20문항으로 구성되어 있으며 피검자가 얻은 점수를 토대로 불안의 현재 상태와 경향성을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 특성불안척도만을 사용하였다.
(4) 아침형-저녁형 설문지(Circardian rhythm questionnaire)
인지 및 정신운동성 기능을 측정할 때 개인의 일주기 리듬이 수행에 영향을 미칠 수 있으므로, 극단적인 유형의 일주기 리듬을 보이는 피검자를 배제하기 위해 Smith등(1989)의 조합척도를 한국어판으로 표준화한 척도를 사용하였다. 한국어판은 신뢰도, 타당도, 예민도 등이 검증되었다(윤진상 등 1997). 이 척도는 총 13문항으로 구성되어 있고, 점수분포는 13점에서 55점 사이이다. 피검자가 얻은 점수를 토대로 41점 이상을 아침형, 26점 이하는 저녁형, 27∼40점 사이는 중간형으로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 중간형을 연구대상으로 하였다.
(5) 알콜민감성에 관한 설문지(Questionnaire for alcohol sensitivity)
알콜민감성의 평가를 위한 선별검사로 사용되었고, 평상시 음주 중이나 음주 후 4시간 안에 경험했던 것을 기준으로 알콜반응의 생리적 증후를 평가하였다. 이 설문지는 Pollock등의 연구(Pollock등 1986)를 참고하여 작성되었으며, 6개의 문항으로 구성되었다.
2) ALDH2 유전자형 분류(ALDH2 Genotyping)
혈액으로부터 DNA의 추출은 TaKaRa사의 Dr. GenTLE kit를 사용하여 행하였다. 0.1ml의 전혈에 용액 I을 넣어 혈구세포를 파괴함과 동시에 핵산과 전기적으로 중성인 복합체를 형성한 뒤, 이 복합체를 원심분리하여 모아 용액 II로 세정한 후 원심분리로 침전시켰다. 여기에 용액 III을 첨가하여 DNA만을 분리한 다음 isopropanol을 첨가하여 DNA를 회수하였다.
Amplification created restriction site(ACRS)를 행하기 위한 sense primer와 antisense primer는 Harada와 Zh-ang(1993)의 보고에 따라 Genosys사에서 합성하였다. Pri-mer의 염기서열은 다음과 같다.
Sense Primer：5'-CAA ATT ACA GGG TCA AGG GCT-3'
Antisense Primer：5'-CCA CAC TCA CAG TTT TCT CTT-3'
Antisense primer의 염기서열은 돌연변이가 일어난 염기의 3'쪽 바로 다음 염기부터 21-mer로 설계하였다. 이때 primer의 3'쪽에서 4번째 염기를 mismatch시켜 제한효소 MboII의 인식 부위를 만들어, polymerase chain reaction(PCR)으로 증폭된 DNA 단편이 wild type의 경우는 절단되나 돌연변이 대립형질의 경우는 MboII 인식부위가 없어서 절단되지 않게 된다. PCR 반응액은 1ul의 DNA(20∼50ng), 5ul의 10x PCR buffer(100mM Tris-HCl, 25mM MgCl 2, 500mM KCl[pH 8.3]), 각각 50pmole의 primer, 1.25unit의 Taq polymerase(Boehringer Mannheim GmbH), 10mM deoxsyribonucl-eic acid 각 1ul를 넣고 증류수로 50ul이 되게 하였다. 이 반응액을 Perkin Elmer사의 GeneAmp PCR system 2400을 사용하여 94℃에서 4분간 초기 denaturation을 행한 뒤, 94℃에서 30초간 denaturation, 51℃에서 30초간 annealing, 72℃에서 30초간 extension 과정을 30회 반복하였다. 마지막으로 72℃에서 5분간 반응시켰다.
PCR로 증폭된 DNA 절편은 Sambrook등(1990)의 방법에 따라 5% polyacrylamide gel 전기영동으로 확인하였다. 전기영동 후 ethydium bromide로 DNA를 염색하여 UV에서 확인할 때 wild type의 경우는 MboII 제한효소에 의해 절단된 125bp의 DNA 절편이 보이나 돌연변이형의 경우는 절단이 일어나지 않아 135bp의 절편이 보이게 된다. 그러므로 wild type이나 돌연변이형의 homozygotes의 경우는 하나의 band로 나타나지만 heterozygotes의 경우는 125bp와 135bp의 두 개의 band로 나타났다.
3) 혈중알콜농도(Blood Alcohol Concentrations：BACs)
혈중알콜농도는 Alco-Sensor Ⅳ(Intoximeters, Saint Louis)를 통해서 측정하였다. 이는 비교적 최근에 개발된 호흡 음주측정기로써 매우 정교하고 측정방법이 간단하다.4) 활력징후(Vital signs)
혈압과 맥박은 앉은 자세로 좌측 상지에서 체온은 우측 액와부위에서 측정하였다. 혈압은 자동혈압기를 사용하여 측정하였다.
5) 인지 및 정신운동성 수행
(1) P300
사건관련전위(event related potential)의 요소 중 하나인 P300은 신경인지기능을 반영한다(Romani등 1987；Roth등 1981). 지표학적 뇌영상(Brain Atlas version 2.35 Model 688 Bio-Logic System Corp. Copyright 1992)을 사용하여 측정하였다. P300의 잠복기와 전위는 청각자극(auditory stimuli)에 의한 oddball procedure로 측정하였다. 두 가지의 소리로 자극(S1, S2)을 하였는데, S1 자극을 1,000Hz, 70dB로, S2 자극을 2,000Hz, 70dB의 tone으로 정하였다. S1 자극은 규칙적으로 들리도록 하였고 S2 자극은 언제 들릴지 전혀 예측할 수 없게 하였다. S1과 S2의 자극제시 비율은 S1 4회당 S2 1회 정도였다. 피검자가 눈을 감은 상태에서 S2 자극이 들릴 때마다 세도록 하였다. 50회의 사건관련전위의 평균을 구하였고, 그 중에서 250msec에서부터 500msec사이의 가장 큰 양전위를 P300으로 정하였다. 전극은 Fz(frontal), Cz(central), Pz(parietal) 세 곳에 설치하여 각각에서 잠복기와 전위를 측정하였다. 잠복기는 P300 정점까지의 기간을 msec로 구하였고, 전위는 기준선에서 정점까지의 전위(baseline-to-peak amplitude)를 μV로 구하였다. P300은 어떤 의미있는 외부 자극에 집중하는 경우에만 나타난다.
(2) Critical Flicker Fusion Threshold(CFFT)
CFFT는 감각자료를 처리하는 능력을 측정하며, 측정치는 중추신경계의 전반적인 활동을 반영하는 지수로 해석된다(Hin-dmarch 1982；Hindmarch등 1990, 1991). 측정도구는 Leeds Psychomotor Testor(LPT)(Laflaf Electronics, Surrey)를 사용하였다. 피검자는 자신의 눈으로부터 1m 떨어진 곳에 있는 4개의 다이오드(diode)에서 방출되는 불빛이 깜박임을 멈추거나 깜박임을 시작하는 시점을 구별해야 한다. 불빛이 깜박이는 횟수가 늦게 출발하여 점차 빠르게 변하는 상향적 방법(ascending scale)에서는 깜박임이 정지된다고 인식되는 시점(critical fusion threshold)을, 반대로 정지된 불빛으로 보이는 빠른 깜박임에서 출발하여 점차 깜박임이 느리게 변하는 하향적 방법(descending scale)에서는 불빛이 깜박인다고 인식되는 시점(critical flickering threshold)을 구별해야 한다. 상향적 및 하향적 방법이 교대로 각각 3회씩 제시되고, 불빛의 깜박임과 정지를 인식하는 역치가 Hz로 계산된다. 따라서 중추신경계의 각성도가 높을수록 역치는 증가하는 반면에 각성도가 낮을수록 역치는 감소한다.
(3) Choice Reaction Time(CRT)
CRT는 자극에 대한 감각-운동반응을 측정한다(Hindmarch등 1988；Young 1970). 측정도구는 Leeds Psychomo-tor Testor(LPT)(Laflaf Electronics, Surrey)를 사용하였다. LPT와 눈과의 거리는 약 50cm정도 유지되도록 한다. 자신이 주로 사용하는 손의 인지를 LPT의 하단에 있는 출발점(base-line button)에 누른 채로 대기하고 있다가 상단에 부채꼴로 배열된 6개의 소형전구 중 어느 하나에서 무작위로 불빛이 들어오면 이를 지각하여 가능한 빨리 인지를 움직여서 불이 켜진 전구 밑의 감지버튼을 누른다. 검사결과는 불이 켜짐을 인식하는데 걸리는 시간(recognition reaction time：RRT), 실제로 손가락을 움직여 감지버튼을 누르는데 걸리는 시간(movement reaction time：MRT), 그리고 이 두 가지 반응을 합산한 시간(total reaction time：TRT)을 msec로 계산한다. 정신운동성 기능이 좋을 수록 각각의 반응시간이 빠르다.
(4) Digit Symbol Substitution Test(DSST)
시지각-운동의 민첩성, 정확성 및 새로운 과제를 학습하는 능력을 측정하는 과제이다(Glosser등 1977, Lezak 1995). DSST는 한국판-웩슬러 성인용 지능검사(Korean-Wechsler Adult Intelligence Scale：K-WAIS；염태호 등 1992)의 소검사를 본 연구에 맞게 사용하였으며, 반복측정에 따른 학습효과를 배제하기 위하여 기호와 숫자를 다르게 배열한 동형의 설문지를 무선적으로 사용하였다. 본 연구에서는 90초 동안 숫자-기호를 바르게 치환한 갯수를 점수로 하였다.
위의 (2)~(4)까지의 3가지 실험과제를 한 벌(battery)로 하여, 매 검사시간마다 (2)부터 (4)의 순서로 실시하였다. 이상의 한 벌의 검사를 실시하는데는 약 10분이 소요되었다.
6) 주관적 반응에 관한 설문지(Questionnaire for subjective response)
이는 주관적 반응을 조사하는 설문지로서, 생리적 증후와 운동 협응력를 묻는 12문항으로 구성되었다. 이 설문지는 Michigan Alcohol Screening Test(Selzer 1971)와 다른 연구들(이택중 등 1991；Mizoi등 1983；Ohmori등 1986；Pollock등 1986；Schuckit 1984；Wolff 1972)을 참고하여 본 연구에 맞도록 고안하였다.
4. 자료분석
인구사회학적 특성, 음주력 및 평소 음주 후 알콜민감성과 관련된 자료는 χ2 test(또는 Fisher's exact test) 혹은 t-test로 검증하였다. 자료분석은 ALDH2 활성군과 비활성군간에 어떠한 차이가 있는지에 중점을 두었다. 측정치의 자료분석은 이원반복측정변량분석(two-way repeated measures ANOVA)을 하였다. 활력징후, P300, 정신운동성 수행은 약물(알콜과 위약) 투여 전후 측정치의 차이값을 종속변인으로, 군(ALDH 비활성군과 활성군)과 약물을 독립변인으로 하였다. BACs은 음주 후의 측정치를 종속변인으로, 군과 시간(30분과 60분)을 독립변인으로 하였다. 주관적 반응은 약물 투여 후의 측정치를 종속변인으로, 군과 약물을 독립변인으로 하였다. 통계적 유의수준은 p>.05로 하였고, 자료분석은 SPSS 8.0 for windows를 이용하였다.
결과
1. 사회인구학적 특성
연령, 출생지, 특성불안, 일주기 리듬에서 ALDH2 활성군과 비활성군간에 유의한 차이를 보이지 않았다(표 2).
2. 음주력, 음주습관 및 평소 음주 후 알콜민감성
음주시작 연령, 음주 후 기억상실의 경험유무, 기억상실을 경험한 나이 등의 음주력은 ALDH2 활성군과 비활성군간의 유의한 차이는 없었다. 한달 평균 음주횟수, 선호하는 술의 종류, 맥주의 평균 및 최대 음주량, 소주의 최대 음주량 등의 음주습관에서는 양군간에 유의한 차이는 없었으나, 소주의 평균 음주량에서는 활성군이 비활성군에 비해 유의하게 많았다.
평소 음주 후 알콜민감성에서 안면홍조(facial flushing), 심계항진(chest palpitation), 두통(headache), 오심/구토(nausea/vomiting), 졸음(sleepiness)은 비활성군이 활성군에 비해 유의하게 부정적이었으나, 현훈(dizziness)은 양군간에 유의한 차이가 없었다(표 3).
3. 혈중 알콜농도
BACs에서 검사시간의 주효과(main effect)는 있었지만, 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 없었다. 즉 시간적으로 BACs은 음주 후 30분에서 60분보다 유의하게 높았다(표 4).
4. 활력징후
활력징후 중에서 맥박의 차이값은 집단의 주효과, 알콜조건의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용이 있었다. 즉 맥박은 알콜이 위약에 비해 활성군보다 비활성군에서 유의한 증가를 일으켰다. 그러나 혈압 및 체온의 차이값은 집단의 주효과, 알콜의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용이 없었다(표 5).
5. 인지 및 정신운동성 수행
P300 및 정신운동성 검사의 결과는 전체적으로 표 6과 7에 각각 제시되어 있다.
1) P300
Fz의 잠복기의 차이값은 집단의 주효과, 알콜조건의 주효과및 집단과 알콜조건의 상호작용이 있었다. Fz의 전위의 차이값은 집단의 주효과, 알콜조건의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 없었다. 즉 Fz 잠복기에 대해 알콜은 위약에 비해 활성군보다 비활성군에서 유의한 증가를 일으켰다.
Cz의 잠복기의 차이값은 집단의 주효과, 알콜조건의 주효과및 집단과 알콜조건의 상호작용이 있었다. Cz의 전위의 차이값은 알콜조건의 주효과는 있었으나 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 없었다. 즉 Cz 잠복기에 대해 알콜은 위약에 비해 활성군보다 비활성군에서 유의한 증가를 일으켰다. Cz 전위에 대해서는 알콜은 위약보다 유의한 감소를 일으켰다.
Pz의 잠복기의 차이값은 알콜조건의 주효과및 집단과 알콜조건의 상호작용은 각각 있었으나 집단의 주효과는 없었다. Pz의 전위의 차이값은 알콜조건의 주효과는 있었으나 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 없었다. 즉 Pz 잠복기에 대해 알콜은 위약에 비해 활성군보다 비활성군에서 유의한 증가를 일으켰다. Pz 전위에 대해서는 알콜은 위약보다 유의한 감소를 일으켰다.
2) CFFT
CFFT 측정치의 차이값은 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 각각 있었으나 알콜조건의 주효과는 없었다. 즉 CFFT 측정치에 대해 알콜은 위약에 비해 유의한 영향을 미쳤는데, 활성군에서는 수행을 향상시킨 반면에 비활성군에서는 수행을 저하시켰다.
3) CRT
RRT의 측정치의 차이값은 알콜조건의 주효과는 있었으나 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 없었다. 즉 RRT 측정치에 대해 알콜이 위약보다 유의하게 장애를 일으켰다.
MRT 측정치의 차이값은 집단의 주효과는 있었으나 알콜조건의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 없었다. 즉 MRT 측정치에 대해 비활성군이 활성군에 비해 유의하게 장애를 나타내었다.
TRT 측정치의 차이값은 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 각각 있었으나 알콜조건의 주효과는 없었다. 즉 TRT 측정치에 대해 알콜은 위약에 비해 유의한 영향을 미쳤는데, 활성군에서는 수행을 향상시킨 반면에 비활성군에서는 수행을 저하시켰다.
4) DSST
DSST 측정치의 차이값은 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용은 각각 있었으나 알콜조건의 주효과는 없었다. 즉 DSST 측정치에 대해 알콜은 위약에 비해 유의한 영향을 미쳤는데, 활성군에서는 수행을 향상시킨 반면에 비활성군에서는 수행을 저하시켰다.
6. 주관적 반응
안면의 열감(facial warmness)(p>.001；p>.001；p>.001), 안면홍조(facial flushing)(p>.001；p>.001；p>.001), 심계항진(chest palpitation)(p>.001；p>.001；p>.001), 현훈(dizziness)(p>.01；p>.01；p>.05), 오심/구토(nausea/vomiting)(p>.01；p>.01；p>.05), 졸음(sleepiness)(p<0A65A>.05；p>.05；p>.05), 구갈(dry mouth)(p>.01；p>.05；p>.05), 사지허약(general weakness)(p>.01；p>.01；p>.05), 취한 느낌(drunk feeling)(p>.05；p>.001；p>.01), 정신운동성 실조증(psychomotor incoordination)(p>.05；p>.05；p>.05) 등에서 집단의 주효과, 알콜조건의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용이 있었다. 두통(headache)(p>.01；p>.01), 위장관 불편감(gastric discomfort)(p>.01；p>.05)에서는 집단의 주효과 및 집단과 알콜조건의 상호작용이 있었지만 알콜조건의 주효과는 없었다. 즉 주관적 반응에 대해 활성군에서는 부정적 영향이 거의 없거나 다소 긍정적인 영향을 미친 반면, 비활성군에서는 알콜이 위약에 비해 유의하게 부정적이거나 심한 영향을 미쳤다(표 8).
고찰
본 연구는 알콜에 대한 반응이 ALDH2 유전자형에 따라서 차이가 있음을 증명하였다. 본 연구의 결과를 해석하고 다른 연구와 비교하기 위해서는 본 연구의 특징을 몇 가지 고려할 필요가 있다. 첫째, 이전의 연구들이 알콜반응을 단편적으로 평가한 반면에 본 연구는 포괄적으로 평가하였다. 즉 활력징후, 인지기능, 정신운동성 수행 및 주관적 반응 등을 전체적으로 평가하였다. 둘째, 본 연구에서 사용한 알콜의 용량은 0.5g/kg이었다. 이는 소위 25도의 소주로 환산하면 대략 2홉들이 소주 1/2병에 해당한다. 실험에서 이보다 고용량을 사용할 때의 윤리적인 문제를 피하고자 하였다. 외국의 연구(Schuckit등 1984；Teo등 1986；Wall과 Ehlers 1995)에서 사용한 알콜 용량은 본 연구와 다소 차이가 있지만 대체로 유사하였다. 셋째, 알콜이 사람의 정신행동에 미치는 영향에 대한 이전의 연구들이 주로 주간에 실시한 반면에 본 연구는 실험을 저녁에 실시하였다. 이는 사교적 음주가 보통 저녁 시간대에 있다는 현실적인 상황을 반영하였기 때문이다. 보통 BACs은 주간과 야간의 음주 시간대에 따라서 차이는 없지만, 알콜에 대한 심리적 반응은 일주기 리듬의 영향을 받아서 야간보다는 주간에 더 심리적 기능장애를 초래한다는 보고(Lawrence등 1983)도 있다.
본 연구대상의 음주력과 음주습관은 단지 소주의 평균 음주량에서 ALDH2 활성군이 비활성군에 비해 더 많은 것 외에는 양군간에 차이가 없었던 반면에, 알콜민감성에서는 국내의 다른 연구에서와 마찬가지로(백기청 1991；윤보현과 윤진상 1996；이택중 등 1991) 비활성군이 현저히 민감하였다. 음주력과 음주습관에서 양군간에 거의 차이가 없었던 이유는 연구대상의 선발과정에서 그 기준을 엄격히 하여 알콜관련의 장애가 있거나 알콜에 지나치게 민감한 경우를 제외시켰기 때문일 수도 있지만, 이보다는 연구대상이 20대 전후의 대학생으로서 이들의 음주력이 짧기 때문이라고 생각한다. 비록 현재는 양군간에 음주습관에 큰 차이가 없지만 음주량과 알콜민감성에서 기본적으로 차이가 있으므로 향후 이들이 음주의 조건과 기회에 더 장기간 노출될 때에는 양군간에 음주양상의 차이가 더 분명하고 크게 나타날 가능성이 있음을 시사한다.
BACs은 이전 연구들(김형진 등 1985；Adachi등 1991)에서와 같이 ALDH2 활성군과 비활성군 양군간에 유의한 차이를 보이지 않았다. ALDH 효소는 acetaldehyde를 초산으로 대사시키는데 관여하므로 ALDH의 활성유무는 acetaldehyde의 농도에 차이를 일으킬 것으로 생각한다. 따라서 본 연구에서 ALDH의 활성유무에 따라서 BACs의 차이가 없는 것은 당연하다고 생각한다. BACs에 대한 향후 연구에서는 알콜을 acetaldehyde로 대사시키는 ADH의 유전형을 ALDH 유전형과 함께 분류할 필요가 있겠다.
음주 후 활력징후의 변화로서 맥박은 비활성군이 활성군에 비해 유의한 증가를 보였고, 수축기 혈압은 비활성군이 활성군에 비해 더 증가하고 확장기 혈압은 더 감소하는 경향을 보였다. 보통 음주 후에는 심장수축력의 저하, 혈압의 감소 및 심박수의 증가 등이 관찰되는데, 특히 안면홍조를 보이는 사람에서 심박수가 현저하게 증가했다는 연구들(김형진 등 1985；서일숙 등 1982；전제양 1983；Regan 1982)이 있다. 비록 이들 연구에서는 ALDH2 유전자형을 분류하지 않았지만, 음주 후 안면홍조를 보이는 사람은 대부분이 ALDH2 비활성형이다(Chao 1995；Crabb등 1989；Goedde등 1989；Higuchi등 1991；Wall등 1992). 따라서 이전의 연구와 본 연구의 결과를 함께 생각하면 음주 후 자율신경계에 대한 영향은 ALDH2 비활성형에서 보다 분명함을 알 수 있다.
인식유발전위의 P300은 일반적으로 인지기능의 장애시 잠복기가 지연되고 전위가 감소된다(Romani등 1987；Roth등 1981). 본 연구에서 음주 후 ALDH2 비활성군은 활성군에 비해 P300의 잠복기가 Fz, Cz, Pz의 모든 영역에서 유의하게 지연되었다. Wall과 Ehlers(1995)는 ALDH2 활성군과 비활성군에게 0.75ml/kg의 알콜을 투여하고 60분 후에 측정한 P300에서 비활성군이 활성군에 비해 Cz, Pz의 잠복기가 지연되고 Pz의 전위가 유의하게 감소함을 보고하였다. 이들의 연구는 본 연구와 함께 ALDH2 비활성형이 알콜에 의해 더 심한 인지기능 장애가 초래됨을 의미한다.
일반적으로 알콜은 중추신경계의 기능을 억제하여 인지기능이나 정신운동성 수행의 장애를 초래한다고 알려져 있지만, 이와는 상반되게 Palva등(1979)은 0.5g/kg과 0.8g/kg의 알콜투여 후에 정신운동성 수행이 오히려 향상되었다고 하였고, Fagan등(1987)은 0.2g/kg, 0.4g/kg 및 0.8g/kg의 알콜투여 후 정신운동성 수행에 거의 영향을 미치지 않았다고 보고하였다. 이들 연구는 ALDH2 유전자형에 따른 정신운동성 수행의 관계를 밝히지 않았다. 그러나 이들의 연구결과를 통해서 적어도 일부의 사람에서는 일정량의 음주가 인지기능이나 정신운동성 수행에 거의 영향을 미치지 않거나, 오히려 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다. 아직까지 ALDH2 유전자형을 정확히 분류하여 정신운동성 수행을 평가한 연구는 없다. 단지 유일한 연구로서 윤보현과 윤진상(1996)은 정확하지는 않지만 alcohol patch test로서 ALDH2 활성군과 비활성군을 분류하고 이들에게 다양한 용량의 알콜을 투여한 후 정신운동성 기능을 평가하였다. 여기서는 알콜이 정신운동성 기능에 미치는 영향은 용량 및 ALDH 유전형에 따라서 다름을 보여주었다. 즉 0.75g/kg, 1.0g/kg와 같이 다소 고용량을 투여시에는 활성군과 비활성군의 정신운동성 기능이 전체적으로 손상되지만 그 정도가 비활성군에서 더욱 심하였고, 0.5g/kg을 투여시에는 활성군에서 정신운동성 기능을 향상시킨 반면에 비활성군에서는 저하시키는 경향을 보였다. 0.5g/kg을 투여한 본 연구에서는 음주 후 정신운동성 수행이 ALDH2 활성군에서 향상된 반면에, 비활성군에서는 오히려 저하되어 양군간에 유의한 차이를 보였다. 이는 윤보현과 윤진상(1996)의 결과를 보다 확실히 확인한 결과로서, 지나치게 과량이 아닌 사교적 용량의 음주상태에서 정신운동성 기능은 ALDH2의 유전형에 따라서 정반대일 수 있음을 시사한다.
음주 후 주관적 반응은 ALDH2 비활성군이 활성군에 비해 전체적으로 유의하게 부정적이었다. 동일한 용량의 음주일지라도 주관적 반응 및 다양한 정신생리적 반응에서 비활성군이 활성군보다 민감성이 높은 것은 비활성군에서 혈중 acetaldehyde 농도가 더 높기 때문이라는 주장이 우세하다(Agarwal과 Goedde 1990；Chao 1995；Higuchi등 1991). 본 연구에서도 양군간에 BACs에서는 차이가 없었지만 다양한 주관적 및 객관적 반응에서 양군간에 차이를 보였다. 따라서 향후 연구에서는 ALDH2의 유전형에 따른 acetaldehyde 농도와 다양한 반응의 관계를 밝혀야할 것이다.
본 연구의 결과를 종합하면, ALDH2 활성군은 사교적 음주 후 인지기능 장애가 경하고, 정신운동성 수행이 오히려 향상되고, 주관적 반응에서 부정적 영향이 거의 없거나 다소 긍정적인 영향을 미쳐서 향후 음주행위가 강화될 가능성이 있으며 또한 알콜과 관련된 질환에 이환될 가능성이 높을 것으로 예상된다. 반면에 비활성군은 인지기능 및 정신운동성 수행의 장애가 더 심하며, 주관적 반응에서 더 심하거나 부정적이어서 음주행위의 가능성이 줄어들고 또한 알콜과 관련된 질환으로 발전될 위험도가 낮을 것으로 예상된다. 따라서 ALDH2의 변이가 음주양상에 영향을 미치는 인자로 작용하며 또한 향후 알콜과용이나 남용을 예측할 수 있는 인자가 될 수 있음을 시사한다.
결론
정상성인에서 ALDH2의 활성형인 ALDH2*1/2*1과 비활성형인 ALDH2*1/2*2를 선별하여 알콜의 신경인지 기능, 정신운동성 수행 및 주관적 반응에 미치는 영향을 평가한 결과는 다음과 같다. 첫째, BACs은 활성군과 비활성군이 전체적으로 유사하였다. 단지 시간적으로 음주 후 30분에서 60분보다 유의하게 높았다. 둘째, 맥박은 알콜이 위약에 비해 활성군보다 비활성군에서 유의한 증가를 일으켰다. 셋째, P300의 잠복기에 대해 Fz(frontal), Cz(central), Pz(parietal)에서 알콜은 위약에 비해 활성군보다 비활성군에서 유의한 증가를 일으켰다. P300의 전위에 대해서는 Cz와 Pz에서 알콜은 위약보다 유의한 감소를 일으켰다. 넷째, 정신운동성 수행에 대해 알콜은 위약에 비해 유의한 영향을 미쳤는데, 활성군에서는 수행을 향상시킨 반면에 비활성군에서는 수행을 저하시켰다. 다섯째, 주관적 반응에 대해 활성군에서는 거의 부정적 영향이 없거나 다소 긍정적인 영향을 미친 반면, 비활성군에서는 알콜이 위약에 비해 유의하게 부정적이거나 심한 영향을 미쳤다.
이상의 결과는 ALDH2의 변이가 음주 직후의 다양한 정신행동학적 기능에 영향을 미치는 인자이며, 또한 음주양상 및 향후 알콜과용이나 남용을 예측할 수 있는 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다.